Een radarinstrument op de Mars Reconnaissance Orbiter heeft in wezen onder het oppervlak van de noordpolaire ijskap van de Rode Planeet gekeken en gegevens gevonden om theoretische modellen van Martiaanse klimaatschommelingen in de afgelopen paar miljoen jaar te bevestigen. De nieuwe, driedimensionale kaart met 358 radarwaarnemingen biedt een dwarsdoorsnede van de noordpoollagen. "De radar heeft spectaculaire resultaten opgeleverd", zegt Jeffrey Plaut van JPL, lid van het wetenschappelijke team van het Shallow Radar-instrument. "We hebben continue ondergrondse lagen in drie dimensies in kaart gebracht over een uitgestrekt gebied."
Afstemming van de laagpatronen op de gemodelleerde klimaatcycli geeft inzicht in hoe de lagen zich opstapelden. Deze ijsrijke, gelaagde afzettingen beslaan een derde van het gebied groter dan Texas en vormen een stapel van maximaal 2 kilometer dik bovenop een basale afzetting met extra ijs.
"Contrast in elektrische eigenschappen tussen lagen zorgt voor de reflectiviteit die we waarnemen met de radar", zegt Nathaniel Putzig van Southwest Research Institute, Boulder, CO, die het wetenschappelijke team leidde. "Het patroon van reflectiviteit vertelt ons over het patroon van materiaalvariaties binnen de lagen."
Eerdere radarwaarnemingen gaven aan dat de noordpoollagen van Mars grotendeels uit ijs bestaan. Radarcontrasten tussen verschillende lagen in de afzettingen worden geïnterpreteerd als verschillen in de concentratie van gesteentemateriaal, in de vorm van stof, vermengd met het ijs. Deze afzettingen op Mars bevatten ongeveer een derde van zoveel water als de Groenlandse ijskap van de aarde.
Hun radarresultaten laten zien dat zones met een hoge reflectiviteit, met meerdere contrasterende lagen, worden afgewisseld met homogenere zones met een lagere reflectiviteit. Patronen van hoe deze twee soorten zones elkaar afwisselen, kunnen worden gecorreleerd aan modellen van hoe veranderingen in de helling van Mars op zijn as veranderingen hebben veroorzaakt in het klimaat van de planeet in de afgelopen 4 miljoen jaar of zo, maar alleen als er enkele mogelijkheden zijn voor hoe de lagen zich vormen zijn uitgesloten.
"We doen hier geen klimaatmodellering; we vergelijken de modelresultaten van anderen met wat we waarnemen met de radar en gebruiken die vergelijking om de mogelijke verklaringen voor hoe de lagen zich vormen te beperken, 'zei Putzig.
De meest recente 300.000 jaar van de geschiedenis van Mars zijn een periode van minder dramatische schommelingen in de helling van de planeet dan in de voorgaande 600.000 jaar. Aangezien de bovenste zone van de noordpool gelaagde afzettingen - het meest recent afgezette deel - sterk radarreflectief is, stellen de onderzoekers voor dat dergelijke secties met een hoog contrast in lagen overeenkomen met periodes van relatief kleine schommelingen in de helling van de planeet.
Ze stellen ook een mechanisme voor hoe deze contrasterende lagen zouden ontstaan. Het waargenomen patroon past niet goed bij een eerdere interpretatie dat de stoffigere lagen in die zones worden gevormd tijdens periodes van hoge kanteling wanneer zonneschijn op het poolgebied een deel van het ijs van de bovenste laag sublimeert en het achtergebleven stof concentreert. Het past eerder bij een alternatieve interpretatie dat de stoffige lagen eenvoudig worden afgezet in perioden waarin de atmosfeer stoffiger is.
De nieuwe radartoewijzing van de omvang en diepte van vijf gestapelde eenheden in de noordpool gelaagde afzettingen laat zien dat het geografische middelpunt van ijsafzetting de afgelopen miljoenen jaren waarschijnlijk met ten minste één keer 400 kilometer (250 mijl) of meer is verschoven.
De Italiaanse ruimtevaartorganisatie bedient het ondiepe radarinstrument.
Meer informatie over de MRO-missie.
Bron: JPL
